Mieszanina gazów 78% azotu, 20,95% tlenu, 0,93% argonu, 0,02-0,04% dwutlenku węgla oraz w znacznie mniejszych ilościach: helu, neonu, kryptonu, xenonu, metanu, wodoru, ozonu, amoniaku, jodu i radonu to składniki powietrza, które otacza swą powłoką kulę ziemską tworząc atmosferę.

W jej najniższej warstwie, zwanej troposferą, zgromadzona jest przeważająca część masy powietrza i ponad 99% znajdującej się w atmosferze pary wodnej. Tu zachodzą wszystkie procesy związane z kondensacją pary wodnej oraz inne, które mają decydujący wpływ na pogodę i klimat.

Powietrze należy do zasobów przyrody odnawialnych i w normalnych warunkach w biosferze toczą się procesy utrzymujące jego stały skład. Jeżeli jednak występują w nim gazy, ciecze i ciała stałe, które nie są jego składnikami lub występują w wyraźnie zwiększonych ilościach, w porównaniu z składem naturalnym, możemy mówić o zanieczyszczeniu.

Źródła zanieczyszczenia powietrza można podzielić na naturalne, wynikające z działalności samej przyrody:

• wulkany - popioły wulkaniczne i gazy (CO2, SO2, H2S i inne) - emisja CO2, CO i pyłu

• bagna wydzielające m.in. CH4 (metan), CO2, H2S, NH3

• powierzchnia mórz i oceanów, z których unoszą się duże ilości soli

• gleby i skały ulegające erozji

• burze piaskowe

• tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne

• antropogeniczne czyli spowodowane działalnością człowieka

• energetyka - spalanie paliw

• przemysł - procesy technologiczne - w zakładach chemicznych, rafineriach, nutach, kopalniach, cementowniach

• komunikacja głównie transport samochodowy, ale także kolejowy, wodny i lotniczy

• gospodarka komunalna - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie, a także utylizacja odpadów i ścieków.

Zanieczyszczenia docierające do atmosfery ulegają rozproszeniu, a następnie procesowi sedymentacji i wymywaniu przez wody atmosferyczne. W środowisku Istnieją mechanizmy, które neutralizują te związki l włączają z powrotem w obiegi naturalne. Istnieją pewne granice samooczyszczania atmosfery, które człowiek coraz częściej przekracza. Liczba ludności na świecie ciągle rośnie, z podobnym przyśpieszeniem rozwija się przemysł, a nowe tereny są wydzierane naturze dla potrzeb ludzi. Pod toporami l od zanieczyszczeń giną lasy, które są podstawowym producentem tlenu i czynnikiem stabilizującym stały skład gazowy powietrza. W Polsce energetyka zawodowa i przemysłowa odprowadza do powietrza około: 61% całkowitej ilości SO2, 45% NOx, 60% pyłów i ponad 65% CO2. Przemysł hutniczy, metalowy, rafineryjny oraz chemiczny, dodatkowo dostarcza do atmosfery substancje specyficzne, takie jak np. cyjanowodór, cyjanki, fenol, siarkowodór i wiele innych.

Druga polowa XX wieku to epoka samochodów, które zużywają 1/4 paliw opartych na ropie naftowej, co stanowi główne źródło zanieczyszczeń powietrza na obszarach miejskich. W spalinach wydalanych przez pojazdy mechaniczne najbardziej niebezpiecznymi związkami są węglowodory aromatyczne oraz azbest, ołów i tlenek węgla. Prawie we wszystkich centrach dużych miast, w godzinach szczytu, dopuszczalne stężenie tlenku węgla jest przekraczane, a w Warszawie - nawet 10-krotnie. Powietrze nie jest „niczyją własnością", w zależności od warunków atmosferycznych, nie pytane o paszport, przekracza wszelkie granice wędrując na setki, a nawet tysiące kilometrów. W trakcie „podróży" pierwotne zanieczyszczenia, które występują w powietrzu w takiej postaci, w jakiej zostały uwolnione do atmosfery, zmieniają się w zanieczyszczenia wtórne i często są bardziej groźne od pierwotnych, w wyniku przemian fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących między nimi a składnikami atmosfery. Freony i tlenki azotu reagując z ozonem są przyczyną jego ubytku w ozonosferze. Dziura ozonowa wykryta nad Antarktydą w 1983 roku stale się rozszerza i ilość szkodliwego dla organizmów żywych promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni Ziemi, ciągle się zwiększa. Również szkodliwe kwaśne deszcze powstają w wyniku rozpuszczania się w wodzie atmosferycznej gazów typu CO2, SOx, NOx, HCI.

To właśnie dwutlenek siarki i tlenki azotu stanowią bezpośrednie zagrożenie dla świata roślin i zwierząt. Gazy te powstają przy spalaniu zasiarczanego węgla i paliw, a także przy produkcji kwasu siarkowego oraz przetwarzaniu rud metali. Suchy opad SO2 lub NOx niszczy ochronną warstwę wosku na igłach, a następnie wnikają w głąb liści przez szparki oddechowe, zakłócając system odżywiania i bilans wodny rośliny. Zmniejszają również zawartość chlorofilu powodując osłabienie procesufotosyntezy. Liście żółkną, schną i obumierają przedwcześnie, igły giną już w trzecim a nawet drugim roku życia powodując, że korony drzew stają się rzadkie i prześwitujące.

Zanieczyszczenie gazami może prowadzić również do osłabienia lub całkowitego zniszczenia symbiozy drzew z grzybami mikoryzowymi. Podwyższone stężenie dwutlenku siarki w zimie prowadzi do zamierania nawet 50% pąków wierzchołkowych buka. Lipa i olsza reagują na duże stężenia SO2 deformacją liści i gałązek. Wszystko to zmniejsza żywotność drzew, a także obniża ich odporność na choroby i szkodniki.

Działanie dwutlenku siarki jest silniejsze w powietrzu wilgotnym, a zwłaszcza podczas mgły. Nocą aparaty szparkowe są szeroko otwarte i znacznie więcej SO2 może się dostać do wnętrza liści. Przy stężeniach powyżej 81 μg/m3 las iglasty na nizinach ginie i nie potrafi się odnowić. W całym kraju zanieczyszczenia - przede wszystkim tlenkami azotu i siarki - wywołały poważne uszkodzenia powierzchni blisko połowy lasów. Ich niszczące działanie dotknęło 95% drzew. Pod względem stanu zdrowotnego lasów Polska zajmuje ostatnie miejsce w Europie.

Dopuszczalna wartość stężenia S02 w ciągu roku wynosi 40 μg/m3 {jest to stężenie średnie w roku kalendarzowym), na obszarach parków narodowych spada do 15 μg/m5. Od 1995 roku obserwuje się wyraźne zmniejszenie emisji SO2 które zostało spowodowane:

• spadkiem produkcji energii elektrycznej

• wykorzystywaniem węgla wysokokalorycznego o niskiej zawartości siarki

• uruchomieniem instalacji odsiarczania spalin

Pozostaje mieć nadzieję, że tendencja ta utrzyma się w dłuższej perspektywie czasu.

Najbardziej wrażliwe na dwutlenek siarki są lasy szpilkowe i porosty.

Porosty są to symbiotyczne organizmy złożone z dwóch składników: glonu należącego do zielenic (choć często zamiast glonów mogą występować sinice) i grzyba, który w ogromne] większości należy do rodziny workowców. Plechę porostu, która nie wykazuje zróżnicowania na organy, formuje grzyb i glon. Glon od grzyba otrzymuje ochronę przed wysychaniem i wodę, a grzyb przytwierdza plechę do podłoża i pobiera od glonu produkty fotosyntezy. Grzyby wchodzące w skład plechy nie są zdolne do samodzielnego życia, natomiast sinice i zielenice „porostowe" spotyka się w naturze jako organizmy samodzielne.
Wymiana gazowa u porostów zachodzi na całej powierzchni, dlatego największą wrażliwość na zanieczyszczenia wykazują gatunki o plechach najsilniej rozbudowanych i odstających od podłoża (np. bardzo wrażliwe są porosty krzaczkowate, a mało wrażliwe porosty skorupiaste). Najbardziej wrażliwy na zgubne wpływy dwutlenku siarki jest brodaczek, którego efektowna plecha może osiągać kilka metrów długości. Niestety obumiera ona już pod wpływem nawet bardzo niewielkiej ilości dwutlenku siarki. Ta właściwość plechy, która reaguje na stopień zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki spowodowała, że porosty są bioindykatorami, czyli biologicznymi wskaźnikami jakości powietrza. Wynika to z faktu, Iż poza epifitami czyli porostami nadrzewnymi, gatunki o Innym podłożu, zwłaszcza naskalne l naziemne, są w dużej mierze uzależnione od składu chemicznego minerałów, na których rosną i dzięki temu mogą w znacznym stopniu niwelować wpływ zanieczyszczeń.
Największe walory bioindykacyjne mają epifity - porosty nadrzewne, wśród których wyróżnia się kilka rodzajów plechy:
1. Skorupiastą - pokrywa bardzo ściśle podłoże, na którym rośnie, nierzadko wnikając do jego wnętrza.
2. Listkowatą - charakterystyczna dla epifitów, występuje w postaci liściokształtnej.
3. Krzaczkowatą - charakterystyczna dla porostów naziemnych, budują ją wzniesione ku górze „gałązki" przytwierdzone do podłoża tylko w jednym miejscu.
Tak więc obserwujmy porosty, ponieważ na podstawie zmian w ich budowie możemy w przybliżeniu ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem siarki.

Merytorycznie opracowali: Piotr Burzyński, Anna Komorowska
Sfinansowane ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi